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Applied Chemistry for Engineering, Vol.22, No.2, 190-195, April, 2011
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염료감응 태양전지의 TiO2 전극의 다중층 및 TiCl4 처리에 따른 효과
Effects of Multi-layer and TiCl4 Treatment for TiO2 Electrode in Dye-sensitized Solar Cell
김경옥, 김기원1, 조권구1, 류광선†
  • 울산대학교 화학과
  • 1경상대학교 신소재공학부
Gyeong-Ok Kim, Ki-Won Kim1, Kwon-Koo Cho1, and Kwang-Sun Ryu†
  • Department of Chemistry, University of Ulsan, Ulsan 680-749, Korea
  • 1i-cube center, ITRC for Energy Storage and Conversion, Gyeongsang National University, Gyeongnamdo 660-701, Korea
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초록
다중층을 형성하여 광자를 가두는 효과와 산란층의 효과를 보고, TiCl4 처리를 통해 전극에서의 전자의 재결합이 줄어 드는 정도와 그에 따른 효과를 알아보기 위하여 여러 가지 방법으로 TiO2 전극을 형성하고, 가장 최적의 전극 조건을 알아보았다. 각 전극의 특성을 알기 위해서 I-V 곡선, UV-VIS 분광기, EIS, IPCE를 측정하였다. 그 결과, I-V 곡선을 통해 한 층 보다는 다중층이 효율이 더 높은 것을 확인할 수 있었고, 기판 표면과 전극표면에 TiCl4 처리를 함으로써 EIS분석을 통해 반응저항이 감소하여 효율이 증가함을 확인할 수 있었다. 여러 전극 조건 중 산란층을 지닌 전극이 기본 한 층을 사용한 전극의 효율보다 약 19% 정도 높아짐을 확인하였다. 이러한 효율의 증가는 장파장을 투과하는 빛이 산란층을 통과할 때 전자 이동 경로가 길어지게 되어 단락전류의 값을 증가시키기 때문이다. 이에 따라, JSC는 약 10% 정도 증가하였으며, IPCE는 최대 피크에서 약 12%가 향상되는 특성을 보였다.
To investigate the photon-trapping effect and scattering layer effect of TiO2 multi-layer in dye-sensitized solar cell (DSSC) and the degree of recombination of electrons at the electrode treated TiCl4, we formed electrodes of different conditions and obtained the most optimal electrode conditions. To estimate characteristics of the cell, IV curve, UV-Vis spectrophotometer, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and incident photon-to-current conversion efficiency (IPCE) were measured. As a result, we confirmed that the multi-layer’s efficiency was higher than that of monolayer in the IV curve and the performance of TiCl4 treated electrode was increased according to decreasing the impedance of EIS. Among several conditions, the efficiency of the cell with scattering layer is higher than that of a layer with the base electrode about 19%. Because the light scattering layer enhances the efficiency of the transmission wavelength and has long electron transfer path. Therefore, the value of the short circuit current increases approximately 10% and IPCE in the maximum peak also increases about 12%.
Keywords:scattering layer;TiCl4 treatment;higher efficiency;DSSC
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